电机设备健康管理系统技术方案

本发明专利技术提供了电机设备健康管理系统，包括现场监测装置和数据处理装置，所述现场监测装置包括传感器节点、汇聚节点；所述传感器节点安装在电机设备上，网络拓扑构建时，多个传感器节点被分为多个簇，每个簇配置一个簇头；传感器节点采集电机设备特征参数，并将采集的电机设备特征参数传递给对应簇头；簇头汇聚所接收的电机设备特征参数并传递至汇聚节点；所述汇聚节点与数据处理装置连接，所述数据处理装置集中处理各个电机设备特征参数并且监测设备状态。

【技术实现步骤摘要】
电机设备健康管理系统
本专利技术涉及设备故障监测领域，具体涉及电机设备健康管理系统。
技术介绍
在现代化标准厂房的生产现场中，广泛部署有各类大型机组，机组具有“三大”(体积大、功率大、流量大)、“三高”(转速高、压力高、运行检修及时性要求高)的特点，其工作环境兼具高温、高压(超高压)、磨蚀等特点，这些因素极易导致设备突发故障的发生，对工业设备安全、连续、可靠的运行造成威胁。决策树是在已知各种情况发生概率的基础上，通过构成决策树来求取净现值的期望值大于等于零的概率，评价项目风险，判断其可行性的决策分析方法，是只管运用概率分析的一种图解方法。贝叶斯网络是一个有向无环图，通过一个条件概率分布直观地表达各个变量之间的依赖关系。因此将决策树-贝叶斯网络应用到电机故障诊断中，可以有效的处理不确定信息，从而得到正确的结果。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供电机设备健康管理系统。本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：提供了电机设备健康管理系统，包括现场监测装置和数据处理装置，所述现场监测装置包括传感器节点、汇聚节点；所述传感器节点安装在电机设备上，网络拓扑构建时，多个传感器节点被分为多个簇，每个簇配置一个簇头；传感器节点采集电机设备特征参数，并将采集的电机设备特征参数传递给对应簇头；簇头汇聚所接收的电机设备特征参数并传递至汇聚节点；所述汇聚节点与数据处理装置连接，所述数据处理装置集中处理各个电机设备特征参数并且监测设备状态。优选地，所述传感器节点包括传感器单元、供电单元、射频单元、处理单元；所述传感器单元用于监测的电机设备特征参数的采集和数据转换；所述处理单元为传感器节点的中央处理器，处理各个传感器采集数据的处理和控制，协调整个传感器节点各个单元的工作；所述射频单元用于与其他传感器节点以及汇聚节点通信；所述供电单元负责给整个传感器节点各个单元提供电源。其中，所述数据处理装置集中处理各个电机设备特征参数并且监测设备状态，包括：(1)整理电机故障状态信息，构建专家知识库；(2)根据电机的工作手册和专家知识库以及所述各个电机设备特征参数，整理出电机发生故障时的特征信息，建立故障决策树模型，根据专家知识库计算决策树各个节点的概率；(3)将决策树模型转换为决策树-贝叶斯网络模型；(4)实时数据采集，通过专家知识库和工作手册判断电机故障类别；(5)遍历建立的决策树-贝叶斯网络模型；(6)检测决策树-贝叶斯网络的触底事件，若与实时故障类别相同则记录遍历过的节点；(7)根据决策树-贝叶斯网络节点的概率形成故障原因诊断报告。本专利技术的有益效果为：通过无线传感器网络技术实现了电机设备特征参数的实时采集；通过建立决策树-贝叶斯网络模型可以有效的解决电机故障诊断中的不确定性信息问题，从而获得准确、有效的诊断效果，实现了对电机设备健康的管理。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本专利技术一个实施例的电机设备健康管理系统的结构示意框图；图2是本专利技术一个实施例的传感器节点的框图示意图。附图标记：现场监测装置1、数据处理装置2、传感器单元10、供电单元20、射频单元30、处理单元40。具体实施方式结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。参见图1，本实施例提供的电机设备健康管理系统，包括现场监测装置1和数据处理装置2，所述现场监测装置1包括传感器节点、汇聚节点；所述传感器节点安装在电机设备上，网络拓扑构建时，多个传感器节点被分为多个簇，每个簇配置一个簇头；传感器节点采集电机设备特征参数，并将采集的电机设备特征参数传递给对应簇头；簇头汇聚所接收的电机设备特征参数并传递至汇聚节点；所述汇聚节点与数据处理装置2连接，所述数据处理装置2集中处理各个电机设备特征参数并且监测设备状态。其中，所述数据处理装置2集中处理各个电机设备特征参数并且监测设备状态，包括：(1)整理电机故障状态信息，构建专家知识库；(2)根据电机的工作手册和专家知识库以及所述各个电机设备特征参数，整理出电机发生故障时的特征信息，建立故障决策树模型，根据专家知识库计算决策树各个节点的概率；(3)将决策树模型转换为决策树-贝叶斯网络模型；(4)实时数据采集，通过专家知识库和工作手册判断电机故障类别；(5)遍历建立的决策树-贝叶斯网络模型；(6)检测决策树-贝叶斯网络的触底事件，若与实时故障类别相同则记录遍历过的节点；(7)根据决策树-贝叶斯网络节点的概率形成故障原因诊断报告。在一种优选实施的方式中，如图2所示，所述传感器节点包括传感器单元10、供电单元20、射频单元30、处理单元40；所述传感器单元10用于监测的电机设备特征参数的采集和数据转换；所述处理单元40为传感器节点的中央处理器，处理各个传感器采集数据的处理和控制，协调整个传感器节点各个单元的工作；所述射频单元30用于与其他传感器节点以及汇聚节点通信；所述供电单元20负责给整个传感器节点各个单元提供电源。本专利技术上述实施例通过无线传感器网络技术实现了电机设备特征参数的实时采集；通过建立决策树-贝叶斯网络模型可以有效的解决电机故障诊断中的不确定性信息问题，从而获得准确、有效的诊断效果。在一种能够实现的方式中，定义在传感器节点传输范围内的其他传感器节点为其邻居节点；各传感器节点通过周期性地交换信息获取邻居节点标识及位置信息。在一种能够实现的方式中，传感器节点将采集的电机设备特征参数传递给对应簇头，包括：(1)根据下列公式确定源节点到对应簇头的传输路径长度k，该源节点为需要向对应簇头发送所采集的电机设备特征参数的传感器节点：式中，di，o为源节点i到对应簇头的距离，dmin为预设的距离下限，int为取整函数；int表示取整；(2)若k≤1，源节点直接将电机设备特征参数传输至对应簇头；若k>1，源节点在其邻居节点中选择一个邻居节点作为下一跳，即为该跳的目的节点，源节点采用直接传输方式或者通过协作节点传输的方式将所采集的电机设备特征参数发送至目的节点；(3)将该跳的目的节点视为下一跳的源节点，令k＝k-1，该下一跳的源节点执行(2)，直至电机设备特征参数被传递至簇头。本实施例中，根据源节点到对应簇头的传输路径长度来确定用于转发电机设备特征参数的下一跳节点的数目，从而限定了传输电机设备特征参数的跳数，有利于避免多跳传输过程中的能量浪费。其中，源节点采用直接传输方式或者通过协作节点传输的方式将所采集的电机设备特征参数发送至目的节点，包括：源节点在第一次发送电机设备特征参数给其目的节点时，通过协作节点传输的方式将电机设备特征参数传递至该跳的目的节点，并计算过程中的能量消耗，得到第一能量消耗；在第二次发送电机设备特征参数时，源节点直接将电机设备特征参数发送至该跳的目的节点，并计算过程中的能量消耗，得到第二能量消耗；源节点比较所述第一能量消耗和第二能量消耗，若所述第一能量消耗小于第二能量消耗，在后续的电机设备特征参数传输时，源节点均通过协作节点协作传输的方式将电机设备特征参数传递至该跳的目的节点；若所述第一能量消耗不小于第二能量消耗，在后续的电机设备特征参数传输时，源节点直接将电机设备特征参数发送至该跳的目的节点，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电机设备健康管理系统，其特征是，包括现场监测装置和数据处理装置，所述现场监测装置包括传感器节点、汇聚节点；所述传感器节点安装在电机设备上，网络拓扑构建时，多个传感器节点被分为多个簇，每个簇配置一个簇头；传感器节点采集电机设备特征参数，并将采集的电机设备特征参数传递给对应簇头；簇头汇聚所接收的电机设备特征参数并传递至汇聚节点；所述汇聚节点与数据处理装置连接，所述数据处理装置集中处理各个电机设备特征参数并且监测设备状态。

【技术特征摘要】
1.电机设备健康管理系统，其特征是，包括现场监测装置和数据处理装置，所述现场监测装置包括传感器节点、汇聚节点；所述传感器节点安装在电机设备上，网络拓扑构建时，多个传感器节点被分为多个簇，每个簇配置一个簇头；传感器节点采集电机设备特征参数，并将采集的电机设备特征参数传递给对应簇头；簇头汇聚所接收的电机设备特征参数并传递至汇聚节点；所述汇聚节点与数据处理装置连接，所述数据处理装置集中处理各个电机设备特征参数并且监测设备状态。2.根据权利要求1所述的电机设备健康管理系统，其特征是，所述传感器节点包括传感器单元、供电单元、射频单元、处理单元；所述传感器单元用于监测的电机设备特征参数的采集和数据转换；所述处理单元为传感器节点的中央处理器，处理各个传感器采集数据的处理和控制，协调整个传感器节点各个单元的工作；所述射频单元用于与其他传感器节点以及汇聚节点通信；所述供电单元负责给整个传感器节点各个单元提供电源。3.根据权利要求1所述的电机设备健康管理系统，其特征是，所述数据处理装置集中处理各个电机设备特征参数并且监测设备状态，包括：(1)整理电机故障状态信息，构建专家知识库；(2)根据电机的工作手册和专家知识库以及所述各个电机设备特征参数，整理出电机发生故障时的特征信息，建立故障决策树模型，根据专家知识库计算决策树各个节点的概率；(3)将决策树模型转换为决策树-贝叶斯网络模型；(4)实时数据采集，通过专家知识库和工作手册判断电机故障类别；(5)遍历建立的决策树-贝叶斯网络模型；(6)检测决策树-贝叶斯网络的触底事件，若与实时故障类别相同则记录遍历过的节点；(7)根据决策树-贝叶斯网络节点的概率形成故障原因诊断报告。4.根据权利要求1所述的电机设备健康管理系统，其特征是，定义在传感器节点传输范围内的其他传感器节点为其邻居节点；各传感器节点通过周期性地交换信息获取邻居节点标识及位置信息；传感器节点将采集的电机设备特征参数传递给对应簇头，包括：(1)根据下列公式确定源节点到对应簇头的传输路径长度k，该源节点为需要向对应簇头发送所采集的电机设备特征参数的传感器节点：式中，di，o为源节点i到对应簇头的距离，dm...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：东莞方凡智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44